CN108399652A - 城市地下管线三维监测模型建立的方法、装置、存储介质与终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种城市地下管线三维监测模型建立的方法、装置、存储介质与终端设备，所述方法包括：获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型；根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型；将城市地下管线系统中装载的每一个传感器获取的管线实时运行状态信息与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型。实施本发明，传感器与其在三维立体模型中的位置关联，构成的三维监测模型方便实时获取城市地下管线的实时运行状态信息。

Description

城市地下管线三维监测模型建立的方法、装置、存储介质与终 端设备

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种城市地下管线三维监测模型建立的方法、装置、存储介质与终端设备。

背景技术

竣工测量是城市地下管线数据采集建库、动态更新的重要手段，《城市地下管线工程档案管理办法》第八条明确规定：地下管线工程覆土前，建设单位应当委托具有相应资质的工程测量单位，按照《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61)进行竣工测量，形成准确的竣工测量数据文件和管线工程测量图。

一方面，通过管线竣工测量，可以获取管线的空间位置信息(如管线段起点X/Y坐标、终点X/Y坐标、起点埋深、终点埋深、起点标高、终点标高)和基本属性信息(管线类别、管径/断面尺寸、材质、管点的特征或附属物等信息)，采用三维建模技术，根据上述管线竣工测量的空间位置和基本属性信息，可以建立地下管线的三维模型。另一方面，通过竣工测量虽然获取了地下管线的空间位置信息和相应的属性信息，但无法获取管线的实时运行状态信息，如电力管线的电流、电压、功率，排水管线的水压、流量、流速，供热管线的气压、流量、温度，天然气管线的压力、温度、流量、可燃气体浓度等信息，随着物联网、传感器等技术或设备的逐渐普及，在管线竣工测量和覆土前，通过埋设在相应管线上的压力、浓度、电压等传感器，从而实时获取地下管线的运行状态信息等，可为城市管线的规划、建设、施工、运行、维护、安全等提供服务。

本方案基于当前每个城市都在普遍开展的管线竣工测量工作，一是基于竣工测量获取管线空间位置和基本属性信息，通过开发地下管线三维自动化建模工具，实现竣工测量管线的三维可视化，二是在管线竣工测量和覆土前，通过埋设相应的传感器实时获取竣工管线今后运行的实时状态信息，通过系统功能开发，将二者进行集成和融合，从而实现城市地下管线三维场景下的空间位置信息、基本属性信息、实时运行状态信息的一体化集成与展示。

首先，目前大部分城市竣工测量数据仍以二维管线图形数据进行表达：随着城市建设的日新月异，地下管线的空间分布越来越复杂，传统的二维地下管线图形成果难以表达管线之间的复杂的空间层次关系，特别是对于地下空间上、下垂直分布管线，在平面图上只能以一个点或重叠线或相交线及相应注记来表示，现实中的管线数据是埋设在真实的三维地理环境中，同三维管线场景图相比，二维管线地图往往存在如下不足：不能直观地表达地下管线与管线之间的空间位置关系，如三维管线图中的一些管线交叉、碰撞、穿越等，在二维管线图中无法看出；不能直观地表达地下管线与地上其它建(构)物之间的空间位置关系；不能直观地展示管线的断面形状与(如方管或圆管等)尺寸关系；不能直观地表达管线及其附属物(如井室与阀门等)之间的连接关系等。

其次，地下管线竣工测量并不能获取今后管线运行的实时状态信息：各城市开展地下管线普查或竣工测量，虽然可以获取地下管线的空间位置和基本的属性信息(如权属、类别、材质、管径、埋设年代等)，但却无法获取管线运行过程中的压力、浓度、温度等实时状态信息，由于没有实时获取这些管线运行的健康状态等信息，而不能及时采取相应的安全保护或运行维护措施，致使一些地下管线超期运行、超负荷运行等，导致城市污水横流、自来水泄露、燃气管线爆炸等现象时有发生。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种城市地下管线三维监测模型建立的方法、装置、存储介质与终端设备，在构建城市地下管线系统的三维立体模型的过程中，将传感器与其在三维立体模型中的位置进行关联，来获得一个三维监测模型，方便实时获取城市地下管线系统的管线内运行状态信息。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种城市地下管线三维监测模型建立的方法，包括：

获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；所述管线竣工测量数据包括每一个基本构件的空间位置信息和属性特征；所述基本构件包括管线段、管线点和附属设施；

根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型；

根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型；

将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型。

进一步地，所述根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型，具体包括：

根据每一管线段的始止坐标、始止高程、始止埋深和断面尺寸属性，创建该管线段的立体外型；

根据每一管线段的类型和构成材料，对该管线段的立体外型赋予相应的颜色和材质，完成管线段的三维模型的构建；

根据管线点的走向特征和空间属性，构建所述管线点的三维模型，并记录所述管线点的特征点，完成所述管线点的三维模型构建；所述特征点包括三通、四通、五通、预留口、变径、弯头和封头等连接设备中的一者；所述走向特征包括变材、变径和变坡点中的至少一者；

根据附属设施的三维立体数据，构建所述附属设施的三维模型。

进一步地，所述根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型，具体包括：

根据相邻管线段的连接顺序，依次导入管线段的三维模型，并执行管线段连接操作，直至完成所有的管线段连接；

利用光滑曲表面方式对管线段之间的连接进行拟合光滑操作，完成所述城市地下管线系统的三维立体模型的构建；

其中，所述管线段连接操作包括：

根据每一个基本构件的空间位置信息，判断相邻管线段是否存在管线点或附属设施；

若是，根据相邻管线段的衔接空间坐标，查询与所述衔接空间坐标相符的管线点或附属设施，并导入查询到的管线点或附属设施；

调整导入的管线点或附属设施的位置，将其与所述导入的管线段衔接。

若否，将相邻管线段进行衔接。

进一步地，所述将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，具体包括：

根据传感器的空间位置信息，在所述三维立体模型中定位所述传感器所在的位置的管线段的编号；

将所述传感器的属性参数与所述管线段的编号关联；所述属性参数包括接入点名称和端口号。

优选地，所述城市地下管线系统包括中心服务器，所述中心服务器用于监听所述三维监测模型反馈的请求指令，执行与所述请求指令的操作。

优选地，在实体地下管线中装载的传感器包括用于与所述实体地下管线管系统的中心服务器进行通信的参数设置模块；所述参数设置模块初始化设置参数包括所述传感器的通讯模式、接入点名称、端口号、上报间隔和所述中心服务器的IP地址；

所述参数设置模块用于实时检测所述传感器检测到的监测值是否大于参数阈值，当大于参数阈值时发送报警信息给所述中心服务器。

优选地，所述请求指令包括用于浏览显示所述三维监测模型中结构的浏览指令、用于根据输入信息在所述三维监测模型中查询相应信息的查询指令、用于统计所述三维监测模型的指标参数的统计指令、用于分析所述实体地下管线的分析指令、用于读取传感器实时运行状态的运行状态获取指令。

本发明实施例还提供一种城市地下管线三维监测模型建立的装置，包括：

测量数据获取模块，用于获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；所述管线竣工测量数据包括每一个基本构件的空间位置信息和属性特征；所述基本构件包括管线段、管线点和附属设施；

三维模型构建模块，用于根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型；

模型耦合模块，用于根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型；

三维监测模型构建模块，用于将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型。

本发明实施例提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述作意一实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的方法。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法。

本发明的目的在于提供一种城市地下管线三维监测模型建立的方法、装置、存储介质与终端设备，通过获取城市地下管线系统的管线竣工测量数据一一构建基本构件的三维模型，然后将三维模型进行耦合，并在构建三维立体模型之后，将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型，从而使得该三维监测模型能够实时查询、浏览管线的空间位置信息和基本属性，并且可以实时获取管线的运行状态信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的方法的流程示意图。

图2是本发明第二实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的方法的构建每一个基本构件的三维模型的流程示意图。

图3是本发明第三实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明每一实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的方法的流程示意图，包括步骤S1至步骤S4，具体如下：

S10，获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；所述管线竣工测量数据包括每一个基本构件的空间位置信息和属性特征；所述基本构件包括管线段、管线点和附属设施。

在本发明实施例中，城市地下管线的日常竣工验收测量，一般均按照《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61-2003)、《城市测量规范》(CJJ/T 8-2011)、《城市地下管线探测工程监理导则》(RISN-TG011-2010)的要求，竣工验收测量的地下管线，地下管线的类别包括给水、排水、燃气、电力、通信、工业等类别，从几何的角度来看，管线的空间实体由管线段和管线点组成，其中管线段的属性特征包括管线段编号、类型、材料、断面尺寸属性(属性为圆管则记载半径尺寸、属性为方管为则记录截面的长和宽尺寸)，起止坐标、起止高程、起止埋深等属性；其中，起止坐标包括起点坐标和终点坐标，起止高程包括起点的高程和终点的高程，起止埋深包括起点的埋深和终点的埋深。管线点是描述与其相接的管线段的走向特征，所述走向特征包括变材、变径、变坡点。附属设施包括但不限于给水的阀门井、水表、排水的检查井、进出水口、电力的接线箱、电信的交接箱、分线箱这些信息点，每一个附属设施的属性特征包括编号、特征点、附属物、X坐标、Y坐标、地面高程、埋深、状态等属性。所述特征点包括三通、四通、五通、预留口、变径、弯头和封头等连接设备中的一者。

S20，根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型。

在本发明实施例中，参见图2，本发明实施例执行步骤S20的具体过程包括：

S201，根据每一管线段的始止坐标、始止高程、始止埋深和断面尺寸属性，创建该管线段的立体外型。其中，起止坐标包括起点坐标和终点坐标，起止高程包括起点的高程和终点的高程，起止埋深包括起点的埋深和终点的埋深。

S202，根据每一管线段的类型和构成材料，对该管线段的立体外型赋予相应的颜色和材质，完成管线段的三维模型的构建。优选，采用三维GIS软件构建。

在本发明实施例中，根据管线段的空间属性起点坐标、起点高程、起点埋深，终点坐标、终点高程、终点埋深，以及断面尺寸属性，如果是圆管，则根据半径创建圆柱体，如果是方管，则根据长与宽创建长方体。建立好的管线段实体(方管或圆管)，再根据基本属性如类别、材料等分别赋予不同的颜色和材质。

S203，根据管线点的走向特征和空间属性，构建所述管线点的三维模型，并记录所述管线点的特征点，完成所述管线点的三维模型构建；所述特征点包括三通、四通、五通、预留口、变径、弯头和封头等连接设备中的一者；所述走向特征包括变材、变径和变坡点中的至少一者。优选第三方建模软件构建不规则的管线点以及附属设施的三维模型，在建立完成后导入构建管线段的界面当中。

在本发明实施例中，根据管线点的空间属性如编号、附属物、X坐标、Y坐标、地面高程、埋深、状态等属性，自动生成三维管线特征点，如三通、四通。

S204，根据附属设施的三维立体数据，构建所述附属设施的三维模型。

在本发明实施中，对于管线段的附属设施，按照1:1比例建立相应的模型，如给水的阀门、水表，排水的检查井、进出水口，电力的接线箱、电信的交接箱、分线箱等，构建完成以后存储于相应的文档中以备用。

S30，根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型。

在本发明实施例中，在步骤S20中建立的管线段、管线点、附属设施的三维模型的基础，采用计算机图形学的中常用的几何建模Sweep方法和离散化的Mesh表达方式，即用大量离散的多边形面片拟合光滑的曲表面方法，将生成具有一个特定特征点的管线点、附属设施的三维模型与生成的管线段三维模型进行耦合，从而实现管线结合部分和管线附属设施内部精细化三维表达的模型。

在本发明实施例中，上述步骤S30的具体实施过程为：

根据相邻管线段的连接顺序，依次导入管线段的三维模型，并执行管线段连接操作，直至完成所有的管线段连接；

利用光滑曲表面方式对管线段之间的连接进行拟合光滑操作，完成所述城市地下管线系统的三维立体模型的构建；

在本发明实施代表中，所述光滑曲表面方式为多边形面片拟合光滑的曲表面方式，优选几何建模sweep方式和离散化mesh表达方式。

在本发明实施例中，上述管线段连接操作包括：

根据每一个基本构件的空间位置信息，判断相邻管线段是否存在管线点或附属设施；具体地，上一管线段的终止坐标与下一管线段的起点坐标重合，则判定两两管线段不存在管线点或附属设施；并且当不存在有附属设备的坐标落入当前管线段的坐标范围内时，当前管线段不存在有附属设施。

若是，根据相邻管线段的衔接空间坐标，查询与所述衔接空间坐标相符的管线点或附属设施，并导入查询到的管线点或附属设施；

调整导入的管线点或附属设施的位置，将其与所述导入的管线段衔接。由于导入过程中管线点或附属设施的位置与管线段未必能直接以一定的角度平移就可以衔接了，此时需要对管线点或附属设施进行基于某个定点旋转一定的角度，以达到能与所述导入的管线段衔接的程度。

若否，将相邻管线段进行衔接。

在本发明实施例中，也可以在衔接管线段的过程中，采用上述多边形面片拟合光滑的曲表面方式，优选几何建模sweep方式和离散化mesh表达方式，进行衔接处理。

S40，将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型。

在本发明实施例中，随着物联网技术和各类地下管线传感器的普及，可以通过传感器实时获取管线内的传输物质、传输状态、腐蚀情况、泄漏点位置等管线自身健康情况和运行状态信息，如实时监测电力管线的电流、电压、功率，排水管道的水压、流量、流速，供热管道的气压、流量、温度、供水回水，天然气管线的压力、温度、流量、可燃气体浓度等。

根据实际监测的需求，在地下管线竣工测量覆土前，埋设相应的地下管线传感器，例如在污水检查井中埋设传感器，可实时监测排水管网的水位、流速等参数。

在本发明实施例中，上述步骤S40的具体实施过程，包括：

根据传感器的空间位置信息，在所述三维立体模型中定位所述传感器所在的位置的管线段的编号；

将所述传感器的属性参数与所述管线段的编号关联；所述属性参数包括接入点名称和端口号。

优选地，所述城市地下管线系统包括中心服务器，所述中心服务器用于监听所述三维监测模型反馈的请求指令，执行与所述请求指令的操作。

优选地，在实体地下管线中装载的传感器包括用于与所述实体地下管线管系统的中心服务器进行通信的参数设置模块；所述参数设置模块初始化设置参数包括所述传感器的通讯模式、接入点名称、端口号、上报间隔和所述中心服务器的IP地址；

所述参数设置模块用于实时检测所述传感器检测到的监测值是否大于参数阈值，当大于参数阈值时发送报警信息给所述中心服务器。

在本发明实施例中，地下管线系统设置的温度、压力、流速、浓度等传感器，都配备有相应的参数设置装置，通过安装相应的设参软件，可以进行相关的参数设置，并与中心服务器(管线三维系统与其连接)通信连接并实时传回相关参数。

相关的参数设置包括通讯模式(如TCP、UDP或纯短信模式)、接入点名称、端口号、上报间隔设置(起始时间、快采间隔、慢采间隔、存储间隔、上报间隔)、中心服务器的IP地址等。

优选地，所述请求指令包括用于浏览显示所述三维监测模型中结构的浏览指令、用于根据输入信息在所述三维监测模型中查询相应信息的查询指令、用于统计所述三维监测模型的指标参数的统计指令、用于分析所述实体地下管线的分析指令、用于读取传感器实时运行状态的运行状态获取指令。

当完成上述步骤S10至步骤S40的三维监测模型构建之后，会在三维界面中显示，当用户在三维界面上点击该三维监测模型或查询该三维监测模型中的任意管线段以读取与该管线段关联的传感器数据时，根据参数设置模块中的配置，向中心服务器查询读取该管线段的实时运行参数，如温度、压力、流速等，并在上述三维界面中进行实时显示。

基于上述建立的三维监测模型和设置与该三维模型相关的中心服务器则可以基于这样的架构，进一步在中心服务器中开发城市地下管线三维实时监测预警系统，该系统具有以下功能：(1)三维浏览：包括地上地下浏览切换、地面透明度调整、视点管理、路径漫游、显示设置、定位、开启碰撞、图例显示等功能；(2)三维查询：包括通用查询、区域查询、快速查询、字段查询等功能；(3)三维统计：包括管径分段统计、埋深分段统计、特征分类统计、附属物分类统计、管径分类统计、材质分类统计、埋设方式统计、道路范围统计、图幅范围统计等功能；(4)三维分析：包括净距分析、断面分析、区域分析、拓扑分析、工程开挖分析等功能；(5)三维量算：包括空间距离量算、面积量算、管间距量算等功能；(6)运行状态实时获取：依托埋设的传感器，实时读取管线的温度、压力、流速、电压等实时运行状态信息；(7)监测预警：通过预设的报警参数阈值(如燃气管线在超过一定的压力)，通过实时获取的管线运行时的压力，并与参数阈值比对，当超过阈值时，系统在三维场景中实时进行报警。

综上，本发明实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的方法，能够达到以下有益效果。

1)针对城市地下管线由管线段(规则的方管或圆管)和管线点(不规则的特征点和附属物)组成的特点，针对大部分规则的管线段，采用三维GIS软件进行建模，针对不规则的管线特征点和附属物，采用第三方建模软件建模后再导入到系统三维场景中，并与管线段耦合，快速、高效地实现了竣工测量数据的三维可视化建模。

2)通过竣工测量覆土前埋设管线传感器，并与管线段实体模型匹配和融合，在管线三维场景中，不仅可以查询、浏览管线段的空间位置信息和基本属性信息，而且可以实时获取管线的运行状态信息等。

3)基于管线竣工测量和覆土前埋设的传感器，利用地理信息系统、物联网传感器、数据库等技术，开发了地下管线监测预警系统，实现了城市管线三维场景下实时、在线的安全监控、监测预警、应急处置等。

参见图3，是本发明第三实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的装置的结构示意图。

本发明实施例还提供一种城市地下管线三维监测模型建立的装置，包括：

测量数据获取模块10，用于获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；所述管线竣工测量数据包括每一个基本构件的空间位置信息和属性特征；所述基本构件包括管线段、管线点和附属设施；

三维模型构建模块20，用于根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型；

模型耦合模块30，用于根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型；

三维监测模型构建模块40，用于将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型。

本发明第四实施例还提供一种建立城市地下管线三维监测模型的终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，例如，建立城市地下管线三维监测模型的程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述作意一实施例提供的城市地下管线三维监测模型建立的方法，例如图1所示的步骤S10。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图3所示的测量数据获取模块10。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备中的执行过程。

所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器、显示器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是建立城市地下管线三维监测模型的终端设备的示例，并不构成对建立城市地下管线三维监测模型的终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备的终端设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述娃娃之间配合运动的终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述建立城市地下管线三维监测模型的终端设备集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，包括：

获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；所述管线竣工测量数据包括每一个基本构件的空间位置信息和属性特征；所述基本构件包括管线段、管线点和附属设施；

根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型；

根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型；

将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型；其中，所述属性参数用于接收所述传感器获得的管线实时运行状态信息。

2.如权利要求1所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，所述根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型，具体包括：

根据每一管线段的始止坐标、始止高程、始止埋深和断面尺寸属性，创建该管线段的立体外型；

根据每一管线段的类型和构成材料，对该管线段的立体外型赋予相应的颜色和材质，完成管线段的三维模型的构建；

根据管线点的空间属性，构建所述管线点的三维模型，并记录所述管线点的特征点，完成所述管线点的三维模型构建；所述特征点包括三通、四通、五通、预留口、变径、弯头和封头连接设备中的一者；所述空间属性包括编号、特征点、附属物、位置坐标、地面高程和埋深；

根据附属设施的三维立体数据，构建所述附属设施的三维模型。

3.如权利要求1所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，所述根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型，具体包括：

根据相邻管线段的连接顺序，依次导入管线段的三维模型，并执行管线段连接操作，直至完成所有的管线段连接；

利用光滑曲表面方式对管线段之间的连接进行拟合光滑操作，完成所述城市地下管线系统的三维立体模型的构建；

其中，所述管线段连接操作包括：

根据每一个基本构件的空间位置信息，判断相邻管线段是否存在管线点或附属设施；

若是，根据相邻管线段的衔接空间坐标，查询与所述衔接空间坐标相符的管线点或附属设施，并导入查询到的管线点或附属设施；

调整导入的管线点或附属设施的位置，将其与所述导入的管线段衔接。

若否，将相邻管线段进行衔接。

4.如权利要求1所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，所述将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，具体包括：

根据传感器的空间位置信息，在所述三维立体模型中定位所述传感器所在的位置的管线段的编号；

将所述传感器的属性参数与所述管线段的编号关联；所述属性参数包括接入点名称和端口号。

5.如权利要求1所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，所述城市地下管线系统包括中心服务器，所述中心服务器用于监听所述三维监测模型反馈的请求指令，执行与所述请求指令的操作。

6.如权利要求5所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，在实体地下管线中装载的传感器包括用于与所述实体地下管线管系统的中心服务器进行通信的参数设置模块；所述参数设置模块初始化设置参数包括所述传感器的通讯模式、接入点名称、端口号、上报间隔和所述中心服务器的IP地址；

所述参数设置模块用于实时检测所述传感器检测到的监测值是否大于参数阈值，当大于参数阈值时发送报警信息给所述中心服务器。

7.如权利要求6所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法，其特征在于，所述请求指令包括用于浏览显示所述三维监测模型中结构的浏览指令、用于根据输入信息在所述三维监测模型中查询相应信息的查询指令、用于统计所述三维监测模型的指标参数的统计指令、用于分析所述实体地下管线的分析指令、用于读取传感器实时运行状态的运行状态获取指令。

8.一种城市地下管线三维监测模型建立的装置，其特征在于，包括：

测量数据获取模块，用于获取待构建模型的城市地下管线系统的管线竣工测量数据；所述管线竣工测量数据包括每一个基本构件的空间位置信息和属性特征；所述基本构件包括管线段、管线点和附属设施；

三维模型构建模块，用于根据每一个基本构件的空间位置信息和属性特征，构建每一个基本构件的三维模型；

模型耦合模块，用于根据每一个基本构件的相互之间的空间联系，耦合生成所述城市地下管线系统的三维立体模型；

三维监测模型构建模块，用于将城市地下管线系统中装载的每一个传感器的属性参数与该传感器在所述三维立体模型中对应的位置进行关联，获得所述城市地下管线系统的三维监测模型。

9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的城市地下管线三维监测模型建立的方法。